基于DEVS/PDES的HLA系统建模与并行协同仿真关键技术研究

基于DEVS理论研究HLA系统的顶层建模方法，研究建立基于混合输入输出自动机（HIOA）理论的DEVS仿真模型（LP）并行行为的形式化描述，形成一套联邦成员内部复合模型的并行仿真建模方法。为提高HLA仿真系统运行效率，提出一种基于两级调度模型"联邦成员级仿真任务-联邦成员内组件模型级任务"的调度策略和负载均衡算法；为打破由于某些节点运算慢导致整个HLA系统运行慢的瓶颈，提出研究层次化仿真引擎技术，重点是扩展HIOA的并行机制，给出死锁问题的解决手段，基于PDES算法研究建立时钟同步、步长同步和时窗同步三种时间管理的同步方法。从而建立一套基于DEVS、面向HLA协同仿真系统的并行仿真理论及方法，加快现有HLA仿真系统的执行速度，为HPC-RTI、仿真引擎、高性能并行仿真系统等的研究与开发提供理论方法参考。

本课题按照申请书、计划书执行，全面完成了研究任务。主要研究成果包括：(1) 基于DEVS理论研究HLA系统的顶层建模方法，研究建立了基于混合输入输出自动机（HIOA）理论的可重用仿真模型的形式化规范，定义了组件模型的复合结构、接口连接类型，给出了相应的实现方法。(2) 为提高HLA 仿真系统运行效率，提出一种基于两级调度模型“联邦成员级仿真任务-联邦成员内组件模型级任务”的调度策略和负载均衡算法，首先是基于虚拟机的联邦成员迁移算法，重点是兼顾了成员间的通讯和计算开销；(3) 其次是提出了一种由顶层仿真任务向有向无环图(DAG)图的转化算法，进一步给出了一种基于任务间通讯频繁程度/任务时间复杂度的任务耦合程度、并行计算优先级分解方法。以上方法能加快现有HLA 仿真系统的执行速度，为高性能RTI（HPC-RTI）、仿真引擎、高性能并行仿真系统等的研究与开发打下了坚实的基础。